重型汽車變速箱箱體加工工藝的研究

1、1 前言近年來汽車行業(yè)高速發(fā)展，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)汽車的需求和要求越來越高，于此同時(shí)，對(duì)汽車制造業(yè)也提出了越來越高的要求。制造企業(yè)要在外部激烈的環(huán)境變動(dòng)下生存下來，就要努力掌握自身的運(yùn)行性能，不懈的進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化。在汽車主要零部件中，變速箱箱體占有重要的一部分，而對(duì)于汽車變速箱箱體加工工藝的研究，作為一個(gè)傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展，各個(gè)方面的個(gè)性化需求越加強(qiáng)烈，汽車變速箱箱體的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)獲得零件形狀的方法主要是采用機(jī)械加工的方法，是通過機(jī)床利用刀具將毛坯上多余的材料切除來獲得的。根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的不同、刀具的不同，可

2、分為不同的加工方法，主要有：車削、銑削、磨削、鉆削、鏜削及特種加工等。在機(jī)械制造行業(yè)加工中，根據(jù)產(chǎn)品的加工要求，一般采用粗、半精、精多次加工才能完成。因此，高精度、高效率、低成本孔隙加工工藝的研究就成了設(shè)計(jì)人員要解決的關(guān)鍵課題。對(duì)于一個(gè)企業(yè)來說，如何能在保證質(zhì)量的前提下有效降低成本，提高產(chǎn)品的獲利能力，成為每個(gè)廠家在這場(chǎng)市場(chǎng)大戰(zhàn)中獲勝的關(guān)鍵所在和努力的方向。本設(shè)計(jì)基于此分析了變速箱箱體加工工藝方案的設(shè)計(jì)原則，制定出了一套針對(duì)變速箱箱體加工的工藝路線，制作出一套完整的機(jī)械加工工序卡片并設(shè)計(jì)出了一套經(jīng)濟(jì)適用的專用夾具。近年來，我國的制造業(yè)與制造技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。改革開發(fā)以來，開放與引進(jìn)在一定

3、程度上促進(jìn)了我國制造業(yè)的發(fā)展及制造技術(shù)的提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們還存在這十分明顯的差距。我國現(xiàn)在已經(jīng)是制造大國，要想稱為制造強(qiáng)國，還有很長(zhǎng)的路要走。因此，為振興我國制造業(yè)，必須走自主發(fā)展的道路。2 零件的分析2.1 零件的作用變速箱箱體的主要作用是支撐各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證變速箱部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此汽車變速箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響汽車變速箱的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車變速箱箱主要是實(shí)現(xiàn)汽車的變速，改變汽車的運(yùn)動(dòng)速度。汽車變速箱箱體零件的前后端面支撐孔90、130，用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其變速功能。2.2 零件的

4、工藝分析 圖 1-1 由圖1-1汽車變速箱箱體零件圖可知，汽車變速箱箱體是一個(gè)薄壁殼體零件，它的外表面上有三個(gè)平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需要加工一些支撐孔、螺紋孔、凸臺(tái)孔。因此可將其分為三組加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分析如下： 圖1-2（1）、以底面為主要加工表面的加工面如圖1-2所示，這一組加工面主要包括：底面的銑削加工、31、102的工藝孔及凸臺(tái)孔加工。其中要保證底面的表面粗糙度要求為Ra3.2um，兩工藝孔之間的距離為803.250.05mm。（2）、以前后端面為主要加工表面的加工面如圖1-1所示，這一組加工表面包括三小部分，一部分為前后端面的銑削，另一部分為前端面上9

5、0、355、358、420、130、130孔的鏜削，最后一部分為后端面上130、130、120、95、125、孔的鏜削及鉆10的孔，還有各個(gè)表面螺紋孔的加工，其中要保證前端面上420孔、358孔對(duì)后端面上90孔的同軸度0.075及尺寸公差420、358，保證后端面上90、120、95、125對(duì)后端面的垂直度0.025。另外還要保證尺寸公差95、355、130、90、120、130、125。 （3）、以左側(cè)面為主的加工面如圖1-1所示，主要包括18和28兩孔的鉆鉸。保證尺寸公差28、18。 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1)、余量均勻原

6、則，即為了保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇其為粗基準(zhǔn)。（2）、為了加工面與非加工面之間的位置精度要求，應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn)。 （3)、粗基準(zhǔn)應(yīng)平整光滑，定位可靠的原則。（4）、為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)。3通過對(duì)零件的工藝分析及考慮到粗基準(zhǔn)的選擇原則，在加工變速箱箱體時(shí)，應(yīng)選擇變速箱箱體的輸入軸和輸出軸兩支承孔及頂面作為粗基準(zhǔn)，來加工底面和工藝孔。因此，以后再用底面定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量是均勻的，這就遵循了（1）中的余量均勻原則。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。選擇的各孔和面都是鑄造

7、出來的，也遵循了（2）中以非加工面為粗基準(zhǔn)的原則。2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 在選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）、基準(zhǔn)重合原則，即盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；（2）、基準(zhǔn)統(tǒng)一選擇，即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面之間的位置關(guān)系；（3）互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則；（4）自為基準(zhǔn)原則。通過對(duì)零件加工工藝的分析及考慮到精基準(zhǔn)的選擇原則，它的底平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程，這也遵循了（2）中基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。因此，選擇底平面及31、102的工藝孔

8、作為精基準(zhǔn)來加工其他的面和孔。2.4 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，必須把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：1）粗加工階段，在這一階段要切除較大的加工余量，加工變速箱箱體時(shí)，主要是粗銑前后端面及粗鏜各孔。2）半精加工階段，在這一階段應(yīng)為主要表面的精加工階段做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的加工精度，保證一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（鉆孔、攻螺紋、等），一般在熱處理之前進(jìn)行。加工變速箱箱體時(shí)主要是半精加工前后端面及端面上各孔。3）精加工階段，保證各主要表面達(dá)到圖樣規(guī)定的質(zhì)量要求。在加工變速箱箱體時(shí)主要是精銑底面前后端面及精鏜各孔，以保證各加工精度、表面粗糙度及垂直度和同軸度要求。2.5 加

9、工順序的安排2.5.1 切削加工順序1）先粗后精。先安排粗加工，中間安排半精加工最后安排精加工。2）先主后次。先按排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。3）先基面后其他。在變速箱箱體加工時(shí)，應(yīng)先把底面加工出來然后再以底面為定位基準(zhǔn)去加工其他的面。4）先加工平面后加工孔。箱體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速箱箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)

10、刀具。2.5.2 熱處理工序1）為了改善切削性能而進(jìn)行的熱處理工序，如正火、調(diào)制、退火等，應(yīng)安排在切削加工之前。2）為了消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序，應(yīng)安排在粗加工之后、精加工之前進(jìn)行。3）為了得到所要求的物理機(jī)械性能，如滲碳、滲氮、淬火等，一般應(yīng)安排在粗加工或半精加工之后、精加工之前。4）對(duì)于整體淬火的零件，則應(yīng)在淬火之前，將所有用金屬切削刀具加工的表面都加工完，表面淬火后，一般只進(jìn)行磨削加工。5）為了得到表面耐磨、耐腐蝕或美觀等所進(jìn)行的熱處理工序，如鍍硌、陽極氧化、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等，一般都放在最后工序。2.5.3 輔助工序如檢驗(yàn)，在零件全部加工完畢后、各加工階段結(jié)束時(shí)、關(guān)鍵工序前后，都要適當(dāng)安

11、排。其他輔助工序還有清洗、去毛刺、表面處理、氣密試驗(yàn)、包裝等，也應(yīng)按其要求加入工藝過程。2.6 機(jī)床的選擇2.6.1機(jī)床選擇原則1） 機(jī)床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)選擇小的規(guī)格的機(jī)床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機(jī)床加工，做到設(shè)備的合理使用。 2） 機(jī)床的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床規(guī)格尺寸、加工工件的重量等因素的影響。3） 機(jī)床的工作精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。根據(jù)零件的加工精度要求選擇機(jī)床，如精度要求低的粗加工工序，應(yīng)選擇精度低的機(jī)床，精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。4） 機(jī)床的功率與剛度以及加工范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)和最合適的切削量相適應(yīng)。如粗加工工序取出的毛坯余

12、量大，就要求機(jī)床有大的功率和較好的剛度。5） 裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也是選擇數(shù)控設(shè)備最需要考慮的一個(gè)因素。選擇采用臥式加工中心，還是選擇立式加工中心，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)和加工坐標(biāo)，直接關(guān)系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。根據(jù)以上機(jī)床選擇的原則及對(duì)零件整體的分析，可知對(duì)于變速箱箱體上底面及底面上工藝孔的加工、前后端面的銑削加工、前后端面上各主要孔及螺紋孔的加工和左側(cè)面凸臺(tái)孔的加工、主要采用HN100D-FC型臥式加工中心。具體規(guī)格如下：行程X軸行程（工作臺(tái)左右）2030mm 主軸主軸轉(zhuǎn)速1500 min-1Y軸行程（主軸頭上下）1300mm面銑頭轉(zhuǎn)速600 min-1Z軸行程（

13、立柱前后）1200mm主軸最大扭矩659.5NmW軸行程（主軸伸縮）300mm面銑頭最大扭矩1486 NmU軸行程（車削頭上下）130mm伸出主軸直徑130mm工作臺(tái)工作臺(tái)臺(tái)面10001000mm主軸錐孔No.50最大托盤承重3500Kg面銑頭直徑700mm進(jìn)給速度快速進(jìn)給速度 X軸20m/min自動(dòng)刀具交 換刀庫容量6090/119/179 Y軸15 m/min刀具選擇隨機(jī)走捷徑 Z軸15 m/min最大刀具長(zhǎng)度550mm U-W軸15 m/min刀柄BT50切削進(jìn)給速度X軸16000mm/min最大刀具直徑120/230mm Y-Z軸16000mm/min最大刀具重量30kg U-W軸14

14、000mm/min刀具交換時(shí)間11.8s精度定位精度/全行程N(yùn)/A概述機(jī)床重量31000kg帶光柵尺0.004mm占地面積寬/長(zhǎng)5580/9850mm重復(fù)定位精度N/A機(jī)床高度4715mm3 制定工藝路線3.1制定加工工藝路線時(shí)需要注意的問題零件機(jī)械加工的工藝路線（簡(jiǎn)稱工藝路線）是指零件生產(chǎn)過程中，由毛坯到成品所經(jīng)過的工序先后順序。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，大多采用加工中心配以專用夾具來完成加工，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果、以使生產(chǎn)成本盡量提高。 工藝路線的擬定是制定

15、工藝規(guī)程中關(guān)鍵的一步，工藝路線合理與否、不但影響到零件的加工質(zhì)量和效率，而且還影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等，必須嚴(yán)禁從事。在變速箱箱體零件的加工中，對(duì)于加工精度要求較高和表面粗糙度要求較高時(shí)，常將工藝過程劃分為粗加工和精加工兩個(gè)階段；對(duì)于加工精度要求很高和表面粗糙度要求也很高時(shí)，常將工藝過程劃分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段。同時(shí)，通過認(rèn)真分析和研究零件圖，對(duì)各加工表面和孔隙選擇出相應(yīng)定位基準(zhǔn)、加工方法、加工順序等，制定出合理的加工路線。3.2 工藝路線的制定 圖 1-3通過仔細(xì)分析零件圖1-1，列出主要的加工部分如圖1-2所示。加工路線如下工藝路線一：1. 粗

16、、精銑底面2. 粗鏜工藝孔31、1023. 半精鏜工藝孔31、1024. 精鏜工藝孔31、1025. 粗鏜底面上的孔30.86. 半精鏜底面上的孔30.87. 精鏜底面上的孔30.88. 鏜底面上四個(gè)孔9. 鉆底面上的凸臺(tái)孔10. 鉸底面上的凸臺(tái)孔11. 粗、精銑前端面12. 粗鏜前端面孔90、355、358、420、13013. 粗鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12514. 鉆后端面孔2-10H715. 鉆前端面上各螺紋孔16. 鉸前端面上各螺紋孔17. 半精鏜前端面孔90、355、358、420、13018. 半精鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12519. 精鏜前端面孔

17、90、355、358、420、13020. 精鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12521. 鉸后端面孔2-10H722. 鉆左側(cè)面孔1823. 鉆左側(cè)面孔2824. 鉸左側(cè)面孔1825. 鉸左側(cè)面孔2826. 攻前后端面上螺紋孔的螺紋27. 倒角，去毛刺28. 檢驗(yàn)29. 清洗30. 包裝、入庫工藝路線二：1. 粗、精銑底面2. 粗鏜工藝孔31、1023. 粗鏜底面上的孔30.84. 粗鏜底面上的四個(gè)孔5. 鉆底面上的凸臺(tái)孔6. 半精鏜工藝孔31、1027. 半精鏜底面上的孔30.88. 半精鏜底面上的四個(gè)孔9. 精鏜工藝孔31、10210. 精鏜底面上的孔30.811. 精鏜底面上的

18、四個(gè)孔12. 鉸底面上的凸臺(tái)孔13. 粗銑前端面14. 粗銑后端面15. 精銑后端面16. 精銑前端面17. 粗鏜前端面孔90、355、358、420、13018. 粗鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12519. 鉆后端面孔2-10H720. 鉆左側(cè)面孔1821. 鉆左側(cè)面孔2822. 鉸左側(cè)面孔1823. 鉸左側(cè)面孔2824. 鉸后端面孔2-10H725. 半精鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12526. 半精鏜前端面孔90、355、358、420、13027. 精鏜前端面孔90、355、358、420、13028. 精鏜后端面孔130、95（背鏜）、120、12529. 鉆

19、后端面螺紋孔30. 鉸后端面螺紋孔31. 攻螺紋32. 鉆前端面螺紋孔33. 鉸前端面螺紋孔34. 攻螺紋35. 倒角，去毛刺36. 檢驗(yàn)37. 清洗38. 包裝、入庫3.3 工藝方案的分析與比較上述兩個(gè)工藝路線的特點(diǎn)在于：工藝路線一中首先加工出了底面和兩個(gè)工藝孔31、102，以其為定位再加工出變速箱箱體的前后端面及其各孔，實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一選擇，而且把兩個(gè)工藝孔的加工放在了比較靠前的工序中，便于以后工序的加工，但在加工面、工藝孔與底孔的加工時(shí)沒有劃分明確粗精加工階段，這樣雖然可以減少了裝夾次數(shù)、節(jié)省時(shí)間提高了生產(chǎn)率，但在粗加工過程中，由于粗加工余量大，工件容易振動(dòng)，從而影響定位精度，這樣也就直接

20、影響了加工質(zhì)量。因此最好把粗、精加工分開。另外，加工面和加工孔的工序混在了一起，違背了先面后孔的原則。在工藝路線二中，不僅遵從了先面后孔的原則，而且很好的劃分了粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。這樣有利于保證加工質(zhì)量，便于使用機(jī)床，便于使用安排熱處理工序。在粗加工各表面后可以及早的發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)修，以免繼續(xù)進(jìn)行加工而浪費(fèi)了工時(shí)和制造費(fèi)用。另外，在加工完面時(shí)，直接加工面上的孔，這樣可以節(jié)省工作臺(tái)來回轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間及減少了工作臺(tái)的磨損量。但是在這兩個(gè)加工路線中都出現(xiàn)了工序過多，加工繁瑣的問題，會(huì)使工件反復(fù)的被拆卸安裝，這樣加工精度不容易保證，另外使輔助時(shí)間增多降低了生產(chǎn)率，增高了生產(chǎn)

21、成本。因此應(yīng)盡量在一次裝夾中加工盡可能多的面和孔，提高生產(chǎn)率。綜上所述，最后的加工路線如機(jī)械加工工序卡片上所示(見最后附件)。4 機(jī)械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的確定在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上切除的金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一道工序所切除的金屬層厚度稱為工序間加工余量。其中平面采用單邊余量，孔采用雙邊余量。由于加工的需求，在工序簡(jiǎn)圖或者工藝規(guī)程中要標(biāo)注一些專供加工用的尺寸，這類尺寸就稱為工序尺寸?？芍苯佑蓞⒖嘉墨I(xiàn)4機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、7互換性與技術(shù)測(cè)量、9機(jī)械加工余量手冊(cè)、10機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)查得以下加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1、31工藝孔的加工路線如下

22、： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1） 確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.4mm，半精鏜余量為：0.15mm，精鏜為：0.075mm，總余量為1.625mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本尺寸為31mm，所以，半精鏜后基本尺寸為31.15mm，粗鏜后基本尺寸為31.45mm，毛坯的基本尺寸為34.25mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 31mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：31.15mm，表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 31.45mm，表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 34.25mm。2、102 工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序

23、間的加工余量 粗鏜余量為：1.5mm，半精鏜余量為：0.2mm，精鏜為：0.1mm，總余量為1.8mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本尺寸為102mm，所以，半精鏜后基本尺寸為102.2mm，粗鏜后基本尺寸為102.6mm，毛坯的基本尺寸為105.6mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 102mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：102.2mm，表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 102.6mm，表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 105.6mm。3、90工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.5mm，半精鏜余量為

24、：0.2mm，精鏜為：0.1mm，總余量為1.8mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本尺寸為90mm，所以，半精鏜后基本尺寸為90.2mm，粗鏜后基本尺寸為90.6mm，毛坯的基本尺寸為93.6mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 89.987mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：90.187mm， 表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 90.587mm， 表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 93.587mm。4、95工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.5mm，半精鏜余量為：0.2mm，精鏜為：0.1mm，總余量為

25、1.8mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本尺寸為95mm，所以，半精鏜后基本尺寸為95.2mm，粗鏜后基本尺寸為95.6mm，毛坯的基本尺寸為98.6mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 94.987mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：95.187mm， 表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 95.587mm， 表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 98.587mm。5、125工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.6mm，半精鏜余量為：0.25mm，精鏜為：0.125mm，總余量為1.975mm。 （2）計(jì)算各工序

26、及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本尺寸為125mm，所以，半精鏜后基本尺寸為125.25mm，粗鏜后基本尺寸為125.75mm，毛坯的基本尺寸為128.95mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 125mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：125.25mm， 表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 125.75mm， 表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 128.95mm。6、130工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.6mm，半精鏜余量為：0.25mm，精鏜為：0.125mm，總余量為1.975mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精

27、鏜后基本尺寸為130mm，所以，半精鏜后基本尺寸為130.25mm，粗鏜后基本尺寸為130.75mm，毛坯的基本尺寸為133.95mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 129.986mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：130.236mm， 表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 130.736mm， 表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 133.936mm。7、358工藝孔的加工路線如下： 粗鏜-半精鏜-精鏜（1）確定各工序間的加工余量 粗鏜余量為：1.8mm，半精鏜余量為：0.35mm，精鏜為：0.175mm，總余量為2.325mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鏜后基本

28、尺寸為358mm，所以，半精鏜后基本尺寸為358.35mm，粗鏜后基本尺寸為359.05mm，毛坯的基本尺寸為362.65mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鏜： 358mm， 表面粗糙度為3.2um。 半精鏜：358.35mm， 表面粗糙度為6.3un。 粗鏜： 359.05mm， 表面粗糙度為12.5um。 毛坯： 362.65mm。8、28的加工路線如下： 鉆孔-粗鉸-精鉸 （1）確定各工序間的加工余量 第一次鉆孔余量為：2mm，粗鉸余量為：1.94mm，精鉸為：0.06mm，總余量為4mm。 （2）計(jì)算各工序及毛坯的基本尺寸 由精鉸后基本尺寸為28mm，所以，粗鉸后基本尺寸為2

29、7.94mm，鉆孔后基本尺寸為26mm。 （3）計(jì)算各工序及毛坯的尺寸公差 精鉸： 28 mm， 表面粗糙度為3.2um。 精鉸：27.94mm， 表面粗糙度為6.3un。 鉆孔： 26mm， 表面粗糙度為12.5um。9、前后端面的加工路線如下： 粗銑-精銑粗銑余量為：1.0mm，精銑為0.7mm，總余量為1.7mm。10、左側(cè)面的加工路線如下： 粗銑-精銑粗銑余量為：1.5mm，精銑為1mm，總余量為2.5mm。5 確定切削用量 正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率、保證必要的刀具壽命和經(jīng)濟(jì)性以及加工質(zhì)量都有重要的意義。切削用量的選取有計(jì)算法和查表法兩種，因此可根據(jù)參考文獻(xiàn)7互換性與技術(shù)測(cè)量

30、、8實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得以下工序的切削用量。工序1：粗、精銑底面及鏜各工藝孔機(jī)床：臥式加工中心工步（1）：粗銑底面凸臺(tái)刀具：高速鋼立銑刀 80銑刀 d=80mm 齒數(shù)z=10銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（2）：精銑底面凸臺(tái)刀具：高速鋼立銑刀 100銑刀 d=100mm 齒數(shù)z=14銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（3）：粗鏜工藝孔31刀具：30粗鏜刀切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（4）：粗鏜工藝孔102刀具：100粗鏜刀切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（5）：半精鏜工藝孔31刀具：30半精鏜刀切削深度：，

31、 進(jìn)給量切削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（6）：半精鏜工藝孔102刀具：100半精鏜刀切削深度：進(jìn)給量， 切削速度：參照表9-145，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（7）：精鏜工藝孔31刀具：30可調(diào)精鏜刀切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（8）：精鏜工藝孔刀具：102可調(diào)精鏜刀 切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工序2：銑前后端面及左側(cè)面機(jī)床：HN100D-FC臥式加工中心工步（1）：粗銑后端面刀具：高速鋼立銑刀 125銑刀 d=125mm 齒數(shù)z=14銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（2）：粗銑前端面 刀具：高速鋼立銑刀 125銑刀 d=125m

32、m 齒數(shù)z=14銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（3）：粗銑左側(cè)面 刀具：硬質(zhì)合金面銑刀 320銑刀銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（4）：精銑左側(cè)面 刀具：硬質(zhì)合金面銑刀 80銑刀銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（5）：精銑前端面刀具：高速鋼立銑刀 80銑刀 d=80mm 齒數(shù)z=10銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（6）：精銑后端面刀具：高速鋼立銑刀 80銑刀 d=80mm 齒數(shù)z=10銑削深度：， 每齒進(jìn)給量銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工序3：精鏜前后端面各孔及鉆左側(cè)面各孔（已半精加工過，加工余量為1m

33、m）機(jī)床：HN100D臥式加工中心工步（1）：精鏜后端面孔130 刀具：120可調(diào)精鏜刀 切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（2）：精鏜后端面孔90孔 刀具：88可調(diào)精鏜刀 切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（3）精鏜后端面孔120孔 刀具：118可調(diào)精鏜刀 切削深度：， 進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工步（4）精鏜后端面125孔 刀具：124可調(diào)精鏜刀 切削深度：， 進(jìn)給量切削速度：參照表9-145，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取六 夾具的設(shè)計(jì)6.1 夾具的概述 機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要工藝裝備。工件在機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，為保證加

34、工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，完成這一功能的輔助裝置稱為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等，因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要作用。6.2 夾具的工作原理及作用夾具工作原理的要點(diǎn)如下：1）、使工件在夾具中占有正確的加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應(yīng)定位元件的定位工作面（定位元件上起定位作用的表面）接觸、配合或?qū)?zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的。2）、夾具對(duì)于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對(duì)位置，而夾具結(jié)構(gòu)又保證定位元件的定位工作面對(duì)夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對(duì)準(zhǔn)確的位置，這就保證了夾具定位工作面

35、相對(duì)機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工件加工面對(duì)定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。3）使刀具相對(duì)有關(guān)的定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對(duì)工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一種工藝裝備，應(yīng)用十分廣泛。它能起下列作用：1）、保證穩(wěn)定可靠的達(dá)到各種加工精度。2）、縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3）、降低生產(chǎn)成本。4）、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。5）、可由較低等級(jí)的工人進(jìn)行加工。6）、能擴(kuò)大機(jī)床加工工藝范圍。6.3 夾具設(shè)計(jì)的基本要求與組成 夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和適用。具體要求有以下幾點(diǎn)： 1）夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途及生產(chǎn)相適應(yīng)。2）保證工件精度。3

36、）保證使用方便與安全。4）正確處理作用力的平衡問題。5）注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。6）注意夾具與機(jī)床、輔助夾具、刀具、量具之間的關(guān)系。夾具的主要組成部分有：1）定位元件。2）夾緊裝置。3）對(duì)刀元件。4）導(dǎo)引元件。5）其他裝置。6）連接元件和連接面。7）夾具體。6.4 定位誤差計(jì)算由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的誤差，稱為“基準(zhǔn)不重合誤差”。將工件定位工作面與夾具定位元件的定位工作合稱為“定位副”，由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得定位基準(zhǔn)相對(duì)夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位移而產(chǎn)生的定位誤差，稱為“基準(zhǔn)位移誤差”。定位誤差包括基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差。 圖1-6如圖1-6所示，兩定位銷所產(chǎn)生的最大角

37、度定位誤差為：式中：-菱形銷與工件定位孔間的最大間隙。 -圓柱銷與工件定位孔間的最大間隙。根據(jù)對(duì)零件的分析，菱形銷選用，圓柱銷選用102，因?yàn)閮晒に嚳壮叽绻顬椤?02，可知兩種配合均為過渡配合中的間隙配合。所以=0.025mm，=0.035mm，又因?yàn)長(zhǎng)=803.25mm即=0.002由零件圖1-1所示，鏜與90孔同軸的所有孔時(shí)基準(zhǔn)不重合誤差=0.2mm.基準(zhǔn)位移誤差=+0.075=0.025+0.035+0.075=0.135mm。所以，定位誤差=+=0.2+0.135=0.335mm。與工序公差相比，可以保證同軸度的加工要求。6.5夾具的設(shè)計(jì)過程6.5.1、定位元件與夾緊裝置的選擇本次夾

38、具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)前后端面上鏜孔這一工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)。由零件圖可知，對(duì)于前后端面上鏜孔的加工，定位基準(zhǔn)為底面及底面上的兩個(gè)工藝孔，即定位元件為支撐板、圓柱銷及菱形銷。夾緊裝置主要選用螺釘壓板。6.5.2、切削力與夾緊力的計(jì)算 1）、切削力的計(jì)算查金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-50可得：軸向切削分力徑向切削分力圓周切削分力式中，s-每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mmr）； t-切削深度 （mm）； v-切削速度 （mmmin）； -修正系數(shù)。由切削用量計(jì)算可知，s=2mmr，t=1 mm，v=40 mmmin= 其中，-考慮機(jī)械材料機(jī)械性能的系數(shù)；按表3-51選取= -考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 查機(jī)械工程材料及加

39、工工藝表3.15可得灰鑄鐵HB=200 查金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-52及3-53可得： 當(dāng)計(jì)算時(shí)，n=0.8，=1，=1.4，=1，=1= = =1.763 當(dāng)計(jì)算時(shí)，n=1，=1，=1.4，=1，=0.66= = =1.232 當(dāng)計(jì)算時(shí)，n=0.4，=1，=1.1，=1，=0.87 = = =1.074綜上可知：軸向切削分力 = =107 N徑向切削分力 = =111.89 N 圓周切削分力 = =166.2 N切削力 = =227.14 N 2）、夾緊力的計(jì)算（1）為防止工件在切削力P作用下平移所需夾緊力（如下圖1-4所示）為： 式中，-定位銷上允許承受的一部分切削力，對(duì)于精加工機(jī)床

40、，定位銷不允許受力，即=0。 圖1-4-夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)； -工件與夾具支撐面間的摩擦系數(shù)。其中，安全系數(shù) -基本安全系數(shù)； - 加工狀態(tài)系數(shù)； - 刀具鈍化系數(shù)； -切削特點(diǎn)系數(shù)； - 考慮加緊動(dòng)力穩(wěn)定系數(shù)。參照金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)第三章 各種典型夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算 根據(jù)分析可知：=1.5，=1，=1.5，=1，=1 即 = 1.511.5111 = 2.25查表3-19可知，=0.25，=0.25綜上可知： = =8177.04 N （2）、為防止工件在切削力P的作用下繞圓柱銷軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)所需的夾緊力（如圖1-5所示）為： 式中，-定位銷上允許承受的一部分切削力，對(duì)于精加工機(jī)床，定位銷不允許受力，即=0。 圖1-5由零件圖可知兩個(gè)定位銷之間的距離為803.25mm.即 =3614.6 N 綜上所述，夾緊力 大于切削力P，所以壓板提供的夾緊力完全可以勝任，滿足加工要求裝夾示意圖如下所示：七 結(jié) 論本設(shè)計(jì)主要是對(duì)重型汽車變速箱箱體加工工藝的研究和專用夾具的設(shè)計(jì)兩大部分。（1）、在加工工藝部分，首先分析了重型汽車變速箱